Курсовой проект «Электрическая часть электростанций и подстанций»
ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
3.1. Выбор выключателей
Выбор выключателей и разъединителей проводим по методике описанной в пункте 1.5.1 данной работы.
3.1.1. Выбор выключателей и разъединителей в присоединениях генераторов, подключенных к ОРУ 750 кВ
Результаты расчета токов КЗ в точке К2 (смотри таблицу 1.9).
Со стороны систем и других генераторов:
Iп0 = 108,86 кА; Iпt = 108,86 кА; iуд = 279,57 кА; iаt = 103,69 кА; Bк = 49900 кА2×с.
Со стороны генератора G1:
Iп0 = 109,77 кА; Iпt = 109,77 кА; iуд = 305,07 кА; iаt = 132,33кА; Bк = 51595 кА2×с.
Для нахождения расчетной точки КЗ произведем сравнение Iп0 С < Iп0 G; iat С < iat G – таким образом расчетным током КЗ является ток КЗ, проходящий через выключатель со стороны генератора G1.
Расчетный продолжительный ток определим для режима работы генератора с допустимым напряжением, равным 0,95Uном:
кА.
По напряжению и продолжительному току для присоединения генератора подходит элегазовое генераторное распределительное устройство типа HEC 8 с параметрами:
Uном = 24 кВ; Iном = 30000 А; Iоткл.ном = 200 кА; Iпр.скв. = 160 кА; iпр.скв = 440 кА; bнор = 20%; Iвкл = 200 кА; iвкл = 600 кА; Iтер = 160 кА; tтер = 3 с; tс.в.откл = 45 мс.
Генераторное распределительное устройство типа HEC7 предназначено для осуществления коммутационных операций в цепи главных выводов турбогенераторов, а также для создания необходимого изоляционного промежутка в отключенном положении и заземления разъединенных участков токопровода.
Это генераторное распределительное устройство подошло, так как
Uном = 24 кВ = Uном.сети = 24 кВ;
Iном = 30000 А > Iутж = 28136 А.
Проверка по включающей способности:
Iвкл = 200 кА > Iп0 = 109,77 кА;
iвкл = 600 кА > iуд = 305,07 кА.
Проверка генераторноего распределительного устройства типа HEC 8 по отключающей способности:
Iоткл.ном = 200 кА > Iпt = 109,77 кА;
кА
< iаt = 132,33 кА.
Так как расчетное значение апериодической составляющей тока КЗ превышает номинальное, а периодическая составляющая тока КЗ в момент начала расхождения дугогасительных контактов выключателя меньше номинального тока отключения, то следует сопоставить условные значения полных токов, а именно:
,
кА > (109,77+132,33)
= 242,1 кА.
Проверка генераторноего распределительного устройства типа HEC 8 на электродинамическую стойкость:
Iпр.скв = 160 > Iп0 = 109,77 кА;
iпр.скв = 440 кА > iуд = 305,07 кА.
Проверку на термическую стойкость проведем с учетом рекомендаций ПУЭ (пункт 1.4.8). Продолжительность протекания токов термической стойкости для генераторов мощностью 60 МВт и более принимается равной времени действия резервной защиты генератора, то есть tоткл = 4 с.
Так как tоткл = 4 с > tтер = 3 с, то проверка на термическую стойкость выполнена по условию:
I2тер×tоткл = 1602×3 = 76800 кА2×с > Bк = 51595 кА2×c.
Таким образом в генераторном присоединении (подключенному к ОРУ 750 кВ) было выбрано элегазовое генераторное распределительное устройство типа HEC 8 фирмы ABB, комплектация которого показана на рисунке П3.1.1.
Рис. П3.1.1. Комплектация элегазового генераторного распределительного устройства типа HEC 8
3.1.2. Выбор выключателей и разъединителей в присоединениях генераторов, подключенных к ОРУ 330 кВ
Результаты расчета токов КЗ в точке К5 (смотри таблицу 1.5).
Со стороны систем и других генераторов:
Iп0 = 108,18 кА; Iпt = 108,18 кА; iуд = 296,37 кА; iаt = 114,23 кА; Bк = 48616 кА2×с.
Со стороны генератора:
Iп0 = 109,77 кА; Iпt = 109,77 кА; iуд = 305,07 кА; iаt = 132,33 кА; Bк = 51595 кА2×с.
Для нахождения расчетной точки КЗ произведем сравнение Iп0 С < Iп0 G; iat С < iat G – таким образом расчетным током КЗ является ток КЗ, проходящий через выключатель со стороны генератора G3.
Расчетный продолжительный ток определим для режима работы генератора с допустимым напряжением, равным 0,95Uном:
кА.
По напряжению и продолжительному току для присоединения генератора подходит элегазовое генераторное распределительное устройство типа HEC8 с параметрами:
Uном = 24 кВ; Iном = 30000 А; Iоткл.ном = 200 кА; Iпр.скв. = 160 кА; iпр.скв = 440 кА; bнор = 20%; Iвкл = 200 кА; iвкл = 600 кА; Iтер = 160 кА; tтер = 3 с; tс.в.откл = 45 мс.
Генераторное распределительное устройство типа HEC 8 предназначено для осуществления коммутационных операций в цепи главных выводов турбогенераторов, а также для создания необходимого изоляционного промежутка в отключенном положении и заземления разъединенных участков токопровода.
Это генераторное распределительное устройство подошло, так как
Uном = 24 кВ = Uном.сети = 24 кВ;
Iном = 30000 А > Iутж = 28136 А.
Проверка по включающей способности:
Iвкл = 200 кА > Iп0 = 109,77 кА;
iвкл = 600 кА > iуд = 305,07кА.
Проверка генераторноего распределительного устройства типа HEC 8 по отключающей способности:
Iоткл.ном = 200 кА > Iпt = 109,77 кА;
кА
< iаt = 132,33 кА.
Так как расчетное значение апериодической составляющей тока КЗ превышает номинальное, а периодическая составляющая тока КЗ в момент начала расхождения дугогасительных контактов выключателя меньше номинального тока отключения, то следует сопоставить условные значения полных токов, а именно:
,
кА > (109,77+132,33)
= 242,1 кА.
Проверка генераторноего распределительного устройства типа HEC 8 на электродинамическую стойкость:
Iпр.скв = 160 > Iп0 = 109,77 кА;
iпр.скв = 440 кА > iуд = 305,07 кА.
Проверку на термическую стойкость проведем с учетом рекомендаций ПУЭ (пункт 1.4.8). Продолжительность протекания токов термической стойкости для генераторов мощностью 60 МВт и более принимается равной времени действия резервной защиты генератора, то есть tоткл = 4 с.
Так как tоткл = 4 с > tтер = 3 с, то проверка на термическую стойкость выполнена по условию:
I2тер×tоткл = 1602×3 = 76800 кА2×с > Bк = 51595кА2×c.
Таким образом в генераторном присоединении (подключенному к ОРУ 330 кВ) было выбрано элегазовое генераторное распределительное устройство типа HEC 8, комплектация которого показана на рисунке П3.1.1 (смотри пункт 3.1.1).
3.1.3. Выбор выключателей и разъединителей в РУ ВН 750 кВ
Результаты расчета токов КЗ в точке К1 (смотри таблицу 1.5):
Iп0 = 13,08 кА; Iпt = 13,08 кА; iуд = 36,29 кА; iаt = 2,63 кА; Bк = 41,9 кА2×с.
Расчетный продолжительный ток определим для режима максимального перетока мощности в систему:
кА ,
При выборе электрических аппаратов в РУ с напряжением Uном > 35 кВ введем упрощения:
в РУ устанавливаются однотипные выключатели на разные номинальные токи;
проверка выключателя в условиях КЗ производится по значениям суммарного тока КЗ при повреждении на сборных шинах РУ. Это соответствует расчетным условиям для выключателя отходящей тупиковой линии и создает определенный запас при выборе выключателей других присоединений;
Проверка выключателей по отключающей способности осуществляется без учета затухания периодической составляющей тока КЗ. Это определяется значительной удаленностью РУ 35 кВ и выше от генераторов станции;
Расчет ударного тока и апериодической составляющей тока КЗ выполняется по эквивалентным постоянным времени Та без учета составляющих токов КЗ отдельных ветвей схемы.
Найденным расчетным условиям удовлетворяет элегазовый выключатель типа ВГУ-750 c параметрами:
Uном = 750 кВ; Iном = 3150 А; Iоткл.ном = 40 кА; Iпр.скв. = 40 кА; iпр.скв = 102 кА;
bнор = 47%; Iвкл = 40 кА; iвкл = 102 кА; Iтер = 40 кА; tтер = 3 с; tс.в.откл = 0,025 с.
Этот выключатель подошел так как
Uном = 750 кВ = Uном.сети = 750 кВ;
Iном = 3150 А > Iутж = 2309 А.
Проверка выключателя ВГУ-750 по включающей способности:
Iвкл = 40 кА > Iп0 = 13,08 кА;
iвкл = 102 кА > iуд = 36,29 кА.
Проверка выключателя ВГУ-750 по отключающей способности:
Iоткл.ном = 40 кА > Iпt = 13,08 кА;
кА > iаt
= 2,63 кА.
Проверка выключателя ВГУ-750 на электродинамическую стойкость:
Iпр.скв = 40 кА > Iп0 = 13,08 кА;
iпр.скв = 102 кА > iуд = 36,29 кА.
Из пункта 1.4.8 ПУЭ следует, что при расчете термической стойкости в качестве расчетного времени следует принимать сумму времен, получаемую от сложения времени действия основной защиты (с учетом действия АПВ), установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения этого выключателя (включая время горения дуги). Данные приведены в таблице 1.5 на странице 34.
Так как tоткл = 0,15 с < tтер = 3 с, то проверка на термическую стойкость выполнена по условию:
I2тер×tоткл = 402×0,15 = 240 кА2×с > Bк = 41,9 кА2×c.
Таким образом на РУ 750 кВ был выбран элегазовый выключатель типа ВГУ-750.
В соответствии с расчетными условиями для РУ 750 кВ был выбран разъединитель типа РНВЗ.2-750II/4000 У1 со следующими параметрами:
Uном = 750 кВ = Uном.сети = 750 кВ;
Iном = 4000 А > Iутж = 2309 А;
iпр.скв = 160 кА > iуд = 48,80 кА;
I2тер×tоткл = 632×0,15 = 595,35 кА2×с > Bк = 71,9 кА2×c.
3.1.4. Выбор выключателей и разъединителей в РУ ВН 330 кВ
Результаты расчета токов КЗ в точке К4 (смотри таблицу 1.5):
Iп0 = 20,62 кА; Iпt = 20,62 кА; iуд = 55,99кА;iаt = 9,12 кА; Bк = 105,7 кА2×с.
Расчетный продолжительный ток определим по режиму максимальной нагрузки энергоблока, подключенного к РУ СН:
кА ,
При выборе электрических аппаратов в РУ с напряжением Uном > 35 кВ введем упрощения:
в РУ устанавливаются однотипные выключатели на разные номинальные токи;
проверка выключателя в условиях КЗ производится по значениям суммарного тока КЗ при повреждении на сборных шинах РУ. Это соответствует расчетным условиям для выключателя отходящей тупиковой линии и создает определенный запас при выборе выключателей других присоединений;
Проверка выключателей по отключающей способности осуществляется без учета затухания периодической составляющей тока КЗ. Это определяется значительной удаленностью РУ 35 кВ и выше от генераторов станции;
Расчет ударного тока и апериодической составляющей тока КЗ выполняется по эквивалентным постоянным времени Та без учета составляющих токов КЗ отдельных ветвей схемы.
Найденным расчетным условиям удовлетворяет элегазовый выключатель типа HPL-420 c параметрами:
Uном = 330 кВ; Iном = 4000 А; Iоткл.ном = 50 кА; Iпр.скв. = 50 кА; iпр.скв = 158 кА; bнор = 51%; Iвкл = 50 кА; iвкл = 150 кА; Iтер = 50 кА; tтер = 3 с; tс.в.откл = 0,023 с.
Этот выключатель подошел так как
Uном = 330 кВ = Uном.сети = 330 кВ;
Iном = 4000 А > Iутж = 1750 А.
Проверка выключателя HPL-420 по включающей способности:
Iвкл = 50 кА > Iп0 = 20,62 кА;
iвкл = 150 кА > iуд = 55,99 кА.
Проверка выключателя HPL-420 по отключающей способности:
Iоткл.ном = 50 кА > Iпt = 20,66 кА;
кА > iаt
= 9,12 кА.
Проверка выключателя HPL-420 на электродинамическую стойкость:
Iпр.скв = 50 кА > Iп0 = 20,62 кА;
iпр.скв = 158 кА > iуд = 55,99 кА.
Из пункта 1.4.8 ПУЭ следует, что при расчете термической стойкости в качестве расчетного времени следует принимать сумму времен, получаемую от сложения времени действия основной защиты (с учетом действия АПВ), установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения этого выключателя (включая время горения дуги). Данные приведены в таблице 1.5 на странице 34.
Так как tоткл = 0,14 с < tтер = 3 с, то проверка на термическую стойкость выполнена по условию:
I2тер×tоткл = 502×0,14 = 350 кА2×с > Bк = 105,7 кА2×c.
Таким образом на РУ 330 кВ был выбран элегазовый выключатель типа HPL-420.
В соответствии с расчетными условиями для РУ 330 кВ был выбран разъединитель типа РНД-330У/3200 У1 со следующими параметрами:
Uном = 330 кВ = Uном.сети = 330 кВ;
Iном = 3200 А > Iутж = 1750 А;
iпр.скв = 160 кА > iуд = 39,56 кА;
I2тер×tоткл = 502×0,14 = 350 кА2×с > Bк = 105,7 кА2×c.